SOUVENT IGNORÉES, ET POURTANT ESSENTIELLES - Nord-Lock
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LE MAGAZINE DE LA SÉCURITÉ DES ASSEMBLAGES VISSÉS W W W.BOLTED.COM N o 1 2016 MES DE FILETAG NOR E SOUVENT IGNORÉES, ET POURTANT ESSENTIELLES DANS LES ÉTOILES BON TRAIN ATTENTION À LA CHUTE RELÂCHEMENT OBSERVER GRÂCE AUX COLLABORER DE LA TENSION LE CIEL RONDELLES, POUR COMMENT RÉDUIRE EN HAUTE TOUT ROULE AMÉLIORER L’EFFET D’ENTAILLE RÉSOLUTION LA SÉCURITÉ NÉGATIF
La fin des desserrages dans les structures en acier Les ensembles HV sont des assemblages vissés fréquemment utilisés dans les constructions en acier. Le rayon sous la tête de l’écrou est caractéristique de ces ensembles. Vous pouvez désormais sécuriser ces assemblages grâce à la nouvelle rondelle Nord-Lock pour construction en acier, conçue spécialement pour les vis et les écrous HV (conformes à la norme européenne EN14399-4/EN 14399-8). Afin d’assurer une surface de contact optimale entre la vis et la rondelle, chaque paire de rondelles SC possède des chanfreins sur la face intérieure. Cette technologie à effet de cames qui a fait ses preuves évite le desserrage de la vis. Les rondelles SC de Nord-Lock portent le marquage CE pour une utilisation avec les vis HV. Le General Building Supervisory Approval No Z-14.4-629 et l’agrément technique européen 13/0246 délivré par le DIBT confirment que l’utilisation du produit est sûre avec des vis haute résistance. Consultez le site www.nord-lock.com ou contactez votre centre Nord-Lock local.
bolted No 1 2016 Optimiser la sécurité des assemblages vissés – Le magazine des clients de Nord-Lock LE MAGAZINE DE LA SÉCURITÉ DES ASSEMBLAGES VISSÉS W W W.BOLTED.COM N o 1 2016 MES DE FILETAGE NOR SOUVENT IGNORÉES, ET POURTANT ESSENTIELLES DANS LES ÉTOILES OBSERVER LE CIEL EN HAUTE RÉSOLUTION BON TRAIN GRÂCE AUX RONDELLES, TOUT ROULE ATTENTION À LA CHUTE COLLABORER POUR AMÉLIORER LA SÉCURITÉ RELÂCHEMENT DE LA TENSION COMMENT RÉDUIRE L’EFFET D’ENTAILLE NÉGATIF Renforcer notre offre de tensionneurs D Bolted magazine est publié par Nord-Lock ans ce numéro de Bolted, nous sommes normes de filetage coexistent aujourd’hui dans et s’efforce de mieux faire connaître les assemblages vissés. Le Groupe Nord-Lock est vraiment fiers de présenter la dernière division l’industrie. L’article vous plonge dans cet univers le leader mondial des systèmes de sécurisation de Nord-Lock : Boltight. Grâce à l’acquisition parfois déconcertant, et vous indique les facteurs des assemblages vissés et offre une large de Boltight, nous sommes désormais en mesure auxquels vous devez être attentifs lorsque vous gamme de produits, notamment des dispositifs de blocage, des tensionneurs Superbolt et de proposer des connaissances reconnues dans choisissez une norme. des solutions de serrage hydraulique Boltight. l’industrie, une expérience inégalée et une gamme Nous visiterons également le plus grand Ces solutions uniques résistent aux vibrations et aux charges dynamiques. Pour plus de produits solide dans le domaine du serrage télescope binoculaire du monde (page 13), nous d’informations, consultez le site hydraulique des vis. nous intéresserons au secteur ferroviaire en www.nord‑lock.com. Avec son expertise, ses capacités d’ingénierie Indonésie et en Afrique du Sud (pages 4 et 17), Bolted est publié deux fois par an en anglais, et son implantation internationale, Boltight et nous découvrirons comment réduire l’effet en allemand, en japonais, en français, en chinois, en suédois et en finnois. Il est gratuit complète parfaitement le portefeuille existant négatif des entailles (page 12). pour les clients du Groupe Nord-Lock dans le du groupe Nord-Lock. L’association du serrage Si vous aimez Bolted, n’oubliez pas de suivre monde entier. hydraulique de Boltight et des tensionneurs notre blog sur www.bolted.com et notre chaîne RÉDACTRICE EN CHEF : à vis multiples Superbolt crée une base très YouTube. Nous serions également ravis de Carin Esberg Lagerstedt carin.lagerstedt@nord-lock.com solide sur laquelle le groupe peut construire. Ces communiquer avec vous sur CORÉDACTRICE : connaissances et cette offre en matière de serrage les médias sociaux : cherchez Ewa Sewerynek sont uniques dans le secteur, et nous sommes « Nord-Lock » sur Facebook, ewa.sewerynek@nord-lock.com impatients de développer ce sujet dans Bolted. LinkedIn, Twitter, Instagram, PRODUCTION : Dans ce numéro, deux articles vous permettent Google+ et YouTube, et entrez Spoon, Malmö www.spoonagency.com de faire connaissance avec Boltight. Tout d’abord, en contact ! DIRECTRICE DE LA RÉDACTION : nous avons interrogé le fondateur de l’entreprise, Ulf Wiman Fred Heaton, en page 7. Dans la section « Sécurisé Merci de nous suivre ! ulf.wiman@spoon.se par... », page 6, une étude de cas sur Boltight vous COORDINATION LINGUISTIQUE : donnera un aperçu des possibilités offertes par Kristin Ludvigsson l’entreprise. kristin.ludvigsson@spoon.se Le dossier de ce numéro (page 8) porte sur TRADUCTIONS : Språkbolaget www.sprakbolaget.se les normes de filetage en ingénierie mécanique. PRÉ-PRESSE : Quel que soit le domaine, la normalisation fait CARIN LAGERSTEDT Spoon toujours l’objet de controverses. Étant donnée la RESPONSABLE COUVERTURE : longue histoire des fixations filetées, différentes DU MARKETING Illustration : Justus Hultgren, Photos : Getty, Anders Härnqvist Veuillez noter que les textes non sollicités ne sont 08 13 07 pas acceptés. Les documents figurant dans cette publication ne peuvent pas être reproduits sans autorisation. Les demandes d’autorisation doivent être envoyées au directeur de la rédaction. Les documents publiés et les opinions exprimées dans Bolted ne reflètent pas nécessairement celles de Nord-Lock ou de la rédaction. N’hésitez pas à nous faire part de vos commentaires : bolted@spoon.se Imprimé en Suède par V-TAB sur UPM SOMMAIRE Finesse Gloss 100 grammes et Maxigloss 07 Proposer de 13 Au-delà de la Voie lactée 200 grammes. Bolted est publié à des fins d’information. Les nouvelles solutions Grâce au Large Binocular Telescope (LBT), dans informations fournies sont de nature générale Faites la connaissance de Fred Heaton, fondateur de l’Arizona, les astronomes pourront observer le cœur et ne doivent pas être considérées comme l’entreprise Boltight qui complète le portefeuille de de galaxies lointaines plus clairement que jamais. des conseils, constituer la base de décisions ou être utilisées pour une situation précise. Nord-Lock en apportant des tensionneurs hydrauliques. Toute utilisation des renseignements fournis est de la seule responsabilité de l’utilisateur 08 Des normes de 17 Garder le contact et le Groupe Nord-Lock ne pourra pas être tenu pour responsable des préjudices directs, filetage essentielles En adoptant les rondelles Nord-Lock, Wam indirects, accidentels ou de toute conséquence Bolted se penche sur l’histoire, l’évolution et l’avenir Metals a réduit ses coûts de maintenance et entraînée par l’utilisation des informations figurant dans Bolted. des normes de filetage. Elles sont innombrables et un le nombre d’incidents de décrochage sur ses mauvais choix peut se révéler coûteux. applications ferroviaires. 04 SÉCURISÉS PAR LE GROUPE NORD-LOCK 18 PERSPECTIVES – LE MONDE DE L’ASSEMBLAGE 12 LES EXPERTS BOLTED NO 1 2016 3
SéCurisés par le groupe nord-lock TEXTE : NIC TOWNSEND PHOTO : RENDRA SWARIYAN HABIB DES DÉPLACEMENTS SÛRS Grâce aux rondelles Nord-Lock, aucune perte de précontrainte n’aura lieu pendant le fonctionnement, et les assemblages entre les bogies et le sous-châssis ne devront être vérifiés que lors des maintenances programmées. 4 BOLTED N O 1 2016
SUR LES RAILS CLIENT : PRODUIT : UTILISATEUR FINAL : PT. INKA WAGON PLAT PORTE-CONTENEURS PT. INDUSTRI KERETA API (PERSERO) POIDS À VIDE : CAPACITÉ : CHARGE PAR ESSIEU : ÉCARTEMENT DES RAILS : 15 000 KG 57 000 KG 16 000 KG 1 067 MM LONGUEUR : LARGEUR : 12,5 MÈTRES 2,4 MÈTRES FONDÉ EN INDONÉSIE EN 1981, PT. INKA a été essentiel que tous les éléments de fixation soient le premier fabricant de matériel roulant et sécurisés. L’un des assemblages les plus importants de wagons entièrement intégré en Asie du relie le bogie au sous-châssis, soumis à la traction Sud-Est. Au fil des ans, l’entreprise s’est et à la force de freinage lorsque le train accélère rapidement développée pour devenir un ou freine. Il est indispensable de maintenir en fournisseur mondial de solutions de transports permanence cet assemblage serré avec une force sur rails et de transports urbains. Aujourd’hui, de serrage correcte. Tout desserrage entraînera la la gamme de produits de PT. INKA comprend détérioration des vis, voire, dans le pire des cas, des wagons de fret, des voitures de voyageurs le déraillement du train. et des automotrices électriques. Société leader Grâce aux rondelles Nord-Lock, PT. en Indonésie, PT. INKA exporte également INKA peut désormais s’assurer qu’aucune vers le Bangladesh, les Philippines, la Malaisie, perte de précontrainte n’aura lieu pendant la Thaïlande, Singapour et l’Australie. le fonctionnement, et que les assemblages Parce que c’est dans la nature même de entre les bogies et le sous-châssis ne devront l’industrie du rail, les produits de PT. INKA sont être vérifiés que lors des maintenances soumis à des vibrations intenses. Il est absolument programmées. n BOLTED N O 1 2016 5
SéCurisés par le groupe nord-lock DES OUTILS QUI TIENNENT SUR SITE, OFFSHORE, SOUS PRESSION LEURS PROMESSES HSOS possède une longue CLIENT : CLIENT FINAL : expérience de l’utilisation des HEAT SOLUTIONS ON SITE BV (HSOS) PLATEFORME PÉTROLIÈRE OFFSHORE tensionneurs Boltight sur les applications des plateformes EMPLACEMENT : PRODUIT UTILISÉ : pétrolières, et À 207 KM À L’EST D’ABERDEEN des normes TENSIONNEUR BOLTIGHT de sécurité MISSION : élevées qu’il faut respecter. MISE SOUS TENSION DES VIS/ESSAIS DE MISE EN PRESSION DES CONDUITES L’ENTREPRISE NÉERLANDAISE Heat de sa nouvelle plateforme pétrolière de Solutions on Site BV (HSOS) est 9 500 tonnes au large d’Aberdeen, en un prestataire de service leader Écosse. Bien qu’elle n’ait pas effectué dans le secteur des métaux. Elle elle-même les essais de mise en pression propose notamment des traitements dans ce cas, HSOS a fourni tous les thermiques, de l’usinage sur site, calculs ainsi que les tensionneurs la gestion des brides et le colmatage Boltight série 1 500 bars pour le projet. des fuites. « Les équipements Boltight Parmi de nombreuses missions, HSOS sont d’excellente qualité et simples est souvent appelée pour effectuer la d’utilisation avec une rétraction mise sous tension des vis et les essais facile, explique Marcus Sutton, du de mise en pression des conduites sur service gestion des brides à HSOS. les plateformes offshore où une fuite Le personnel de Boltight est rapide, peut se révéler catastrophique. efficace, et offre une assistance Les clients sont très satisfaits des importante en matière d’ingénierie. résultats puisqu’aucune fuite n’a été L’entreprise ne se contente pas de signalée. C’est par exemple le cas de vendre un produit : elle vend une Talisman Energy UK qui a établi un solution. Et si elle n’a pas ce qu’il vous contrat avec HSOS pour la construction faut, elle le créera pour vous. » PHOTO : EPFL/ALAIN HERZOG SÉCURITÉ ÉNERGIE DE FUSION DE LA FUSION 12 goujons CLIENT : PRODUCTION : expansibles Superbolt (EBB EPFL (ÉCOLE POLYTECHNIQUE FÉDÉRALE DE LAUSANNE) SWISS PLASMA CENTER ø 65 x 150) sont PRODUIT : CAPACITÉ : utilisés pour assembler le réacteur à fusion tokamak GÉNÉRATEUR SYNCHRONE D’IMPULSIONS À VOLANT 254,40 MW et le générateur. FACE À LA PÉNURIE DES ÉNERGIES FOSSILES et à la nécessité de réduire les gaz à effet de serre en constante augmentation, l’énergie de fusion pourrait bien représenter la réponse aux problèmes énergétiques de la planète à long terme. Le Swiss Plasma Center, qui fait partie de l’École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), une université renommée, est à la pointe du développement de cette nouvelle source d’énergie dans le monde. Le TCV tokamak, un réacteur à fusion à confinement magnétique expérimental, constitue l’un des éléments principaux de cette recherche. Pour fournir la quantité d’énergie requise, la vitesse du générateur synchrone et de son volant est portée à 3 600 tr/min. Au cours de l’expérience, de l’énergie est extraite, ce qui entraîne une décélération rapide du groupe rotatif. Ce processus, effectué environ 3 000 fois par an, exerce une pression considérable sur les fixations et les vis du générateur. Par le passé, le Swiss Plasma Center avait rencontré des problèmes dus aux vibrations verticales, horizontales et axiales. Lorsque la vitesse atteint 3 600 tr/min, les vibrations peuvent s’avérer très dangereuses pour la fixation et l’ensemble du générateur. Toutefois, après consultation des ingénieurs Nord-Lock qui ont participé aux calculs et à la conception, des goujons expansibles Superbolt ont été installés. Ceux-ci apportent un avantage essentiel : ils permettent un alignement précis et reproductible des brides de fixation au cours de l’assemblage. Ainsi, l’équilibrage Le caisson à vide en forme d’anneau constitue le cœur d’un exigeant de la ligne d’arbres n’est plus aussi nécessaire. tokamak. L’énergie produite par la fusion des atomes est absorbée sous forme de chaleur par les parois du réacteur. 6 BOLTED N O 1 2016
ZOOM Bien qu’il ait créé l’entreprise, Fred Heaton aime souligner que le succès de Boltight est dû à Dave Metzger, Phil Jarvis, Chris Howell et tous les autres membres de l’équipe qui ont rejoint la société au fil des ans. « Sans eux, Boltight ne serait pas ce qu’elle est aujourd’hui. » I N F O R M AT I O N S : FRED HEATON FONCTION : Fondateur et directeur général de Boltight PARCOURS : Il a commencé sa carrière chez GKN Bolt & Nuts à l’âge de 15 ans. Après dix ans passés chez GKN, il a fondé Hydratight Ltd en 1975 qui a été vendue à T&N en 1979. Il est resté directeur général d’Hydratight pendant 17 ans avant de devenir directeur des nouvelles activités du groupe T&N General Products. Après l’acquisition de T&N par l’équipementier automobile Federal Mogul, il a quitté l’entreprise pour fonder sa propre société de conseils en management qui deviendra Boltight. « Proposer une gamme de solutions plus large » TEXTE : PHOTO : NIC TOWNSEND SAM LEE POUR FRED HEATON, ce qui a commencé comme Quels sont les points forts de Boltight ? ingénieurs sont compétents, mais nous sommes un loisir en 1999 s’est vite transformé en une « Nous réagissons et intervenons rapidement, une petite entreprise. La vente et le marketing ne entreprise florissante spécialisée dans les et nous résolvons les problèmes d’assemblage sont pas nos points forts. Nous avons mis sur pied tensionneurs hydrauliques. Aujourd’hui, Boltight boulonné des clients depuis de nombreuses un réseau de distribution et 95 % de nos produits a été rachetée par le groupe Nord-Lock, une années. Chacun des outils que nous concevons sont exportés à partir du Royaume-Uni, mais nous opération qui devrait bénéficier aux deux sociétés. est conservé dans notre système de modélisation n’avons exploré qu’une toute petite partie du Quelles sont les activités de Boltight ? 3D, et nous pouvons nous y référer dès que nous marché disponible. Grâce aux ressources de Nord- « Comme le suggère le nom de l’entreprise, sommes confrontés à un nouveau problème. » Lock en matière de ventes et de marketing, nous nous fournissons des outils pour le serrage des vis. Que va apporter Boltight au groupe pouvons toucher d’autres marchés et applications. Les assemblages vissés ne font pas toujours l’objet Nord-Lock ? Nous nous attendons à une croissance importante. d’une attention suffisante lors de la phase de « En s’appuyant sur notre gamme de Ainsi, nous vendons généralement nos produits conception, ce qui peut entraîner des problèmes produits, le groupe Nord-Lock pourra proposer pour de grands projets ponctuels. Avec le réseau de serrage. Nous sommes là pour les résoudre. » un éventail de solutions plus large. Aucune Nord-Lock, nous pouvons commencer à fournir « La plupart de nos clients appartiennent solution de serrage ne correspond à toutes les également les équipementiers. » aux secteurs du pétrole et du gaz, de l’offshore, applications. Il est donc important d’offrir des Le groupe Nord-Lock constitue-t-il un bon de l’énergie et du génie civil. Dans la moitié des produits différents, et pas uniquement des outils partenaire pour Boltight ? cas, la solution proposée fait appel à des outils mécaniques. Certains clients recherchent un « Oui. La stratégie de Nord-Lock est claire, standard. Mais une fois sur deux, les outils que outil hydraulique, et Boltight propose toute une et elle envisage cette acquisition comme un nous concevons et fabriquons sont nécessaires gamme dans ce domaine. » investissement durable. Le groupe ne se contente pour répondre aux besoins des clients. Nous Que va apporter le groupe Nord-Lock à pas d’acheter et de vendre des entreprises : il utilisons un système de CAO 3D pour modéliser Boltight ? cherche une rentabilité à long terme et souhaite le problème et notre solution. » « Nous vendons de bons produits et nos que Boltight se développe. » BOLTED N O 1 2016 7
NORMES : À LA RECHERCHE DU FIL ROUGE Les normes de filetage figurent parmi les plus anciennes au monde, toutes catégories confondues. Aujourd’hui, les normes DIN, ISO et UTS dominent, mais il en existe de nombreuses autres : un véritable terrain miné où le mauvais choix peut conduire à une défaillance coûteuse des assemblages. Bolted vous plonge dans l’histoire, l’évolution et l’avenir de ces normes essentielles et souvent négligées. TEXTE : PHOTO : ILLUSTRATIONS : MARTIN NEANDER ANDERS HAÄRNQVIST, GETTY JUSTUS HULTGREN I l peut sembler étrange qu’un objet proposant aussi peu de Le filetage métrique a essentiellement été unifié en 1898 fonctions ait fait l’objet d’autant de normes. De manière par l’International Congress for the Standardization of Screw générale, le filet d’une vis joue deux rôles principaux : Threads, mais d’autres normes de filetage métrique étaient convertir le mouvement de rotation en mouvement linéaire utilisées en France, en Allemagne et au Japon, tandis que les dans le cas des filetages pour transmission de puissance Suisses disposaient de filets pour les montres. (« filet d’artillerie ») et maintenir les pièces fixées les unes aux autres en évitant l’ouverture ou le glissement du plan LE PROCESSUS DE NORMALISATION est toujours en cours et de joint dans le cas des fixations filetées. des normes concurrentes de filetage métrique et impérial sont Depuis le début du XIXe siècle, la normalisation des filets très largement utilisées. Les filets standard sont généralement de vis a évolué pour faciliter la compatibilité entre différents identifiés par des codes à quelques lettres auxquelles s’ajoute le fabricants et utilisateurs. À la fin du XIXe siècle et au début du préfixe de l’appellation normalisée de chaque filet. XXe siècle, les ingénieurs ont découvert qu’il était très complexe D’autres normes identifient la forme privilégiée des vis et d’assurer une interchangeabilité fiable des filets de vis. Il fallait des écrous, en fonction des normes de filetage, afin de répondre aller au-delà de la normalisation du diamètre extérieur et du aux exigences particulières d’une application et de faciliter la pas pour un filet donné. C’est au cours de cette période que des compatibilité avec les outils et les clés de serrage. analyses plus approfondies ont révélé l’importance de variables Hendrik Hubbertz, d’AFS (Advanced Fastening Solutions comme le diamètre à flanc de filet et la finition de surface. GmbH), une entreprise issue de l’université de Siegen, en BOLTED N O 1 2016 9
« Un mauvais choix de norme peut entraîner des problèmes de fabrication, et donc une augmentation des coûts de production due aux arrêts. » HENDRIK HUBBERTZ, AFS IIIE SIÈCLE AVANT J. C. Allemagne, rappelle que les différentes normes coûts sur les gros volumes. En plus d’un diamètre ont évolué au fil des ans. Cela s’explique par à fond de filet suffisamment large, ils doivent l’apparition de nouvelles exigences, comme présenter un rayon à fond de filet bien défini la maniabilité, la capacité de chargement, et la pour une capacité de chargement élevée et une vitesse (ou durée) de serrage, plus importante bonne résistance aux vibrations afin d’éviter les 1800 lorsque le pas est plus élevé. défaillances dues à la fatigue. La tolérance sur « Il existe de nombreuses normes de filets diamètre des filets doit toujours être serrée pour pour transmission de puissance comme pour les éviter toute interférence avec le filet en contact. Ce fixations filetées, même si, pour ces dernières, paramètre est également important pour prévenir seul un nombre limité de normes sont utilisées », l’arrachement du filet sur les applications. explique-t-il. D’après M. Hubbertz, les deux principaux Les principales normes sont ISO et UTS, facteurs à prendre en compte lorsque l’on 1841 essentiellement employées en ingénierie choisit des filets pour une application sont la mécanique. fonctionnalité (capacité de chargement pendant « On trouve également des normes pour les filets la durée de vie) et la maniabilité (logistique, de vis autoperceuses et autotaraudeuses, de plus en assemblage et connaissances de l’utilisateur). plus utilisées avec les métaux et les plastiques en « Un mauvais choix de norme peut entraîner ingénierie mécanique », précise M. Hubbertz. des problèmes de fabrication, et donc une Les filets des conduites et profilés spéciaux augmentation des coûts de production due aux 1864 font eux aussi l’objet de normes. Pour les arrêts, ajoute-t-il. Cela peut également conduire filetages de transmission de puissance, il existe à une perte de fonctionnalité, et donc à un des normes comme les pas d’artillerie et les filets produit défectueux dont le rappel coûte cher. » trapézoïdaux. « L’inconvénient de toutes ces normes, c’est LES PROFILS DE FILETS autres que le filetage qu’elles rendent les choses très complexes, métrique ISO restent courants pour des souligne M. Hubbertz. Mais l’avantage, c’est applications spécifiques et dans certaines régions, 1898 qu’elles facilitent le remplacement et permettent essentiellement pour des raisons de comptabilité d’obtenir de faibles coûts pour la production de avec des produits antérieurs. Aujourd’hui encore, gros volumes, ce qui est la raison pour laquelle ce plus de cinquante ans après le remplacement de domaine a été normalisé, à l’origine. » gammes désormais obsolètes par la norme UTS, les entreprises continuent à vendre du matériel SUR LA PLUPART DES FILETAGES triangulaires, le en utilisant les anciennes appellations (« SAE » et 1947 flanc est en forme de triangle. En anglais, ils sont « USS » par exemple) afin de donner les tailles dans également appelés « filetage en V », en raison de la le système impérial. Ce matériel est généralement forme de cette lettre. Pour un filet triangulaire de conforme aux normes UTS, mais la terminologie 60 degrés, le triangle est équilatéral. Sur un filet utilisée sur les étiquettes et dans les catalogues trapézoïdal, le triangle est scalène. n’est pas toujours précise, ce qui entretient la 1949 La forme de filet la plus couramment utilisée confusion autour des normes de filetage. pour les fixations est celle avec un angle de « À l’avenir, des enjeux comme l’optimisation 60 degrés que l’on retrouve dans la norme ISO des fonctions (capacité de chargement et et les séries UN. D’autres normes de filetage sont comportement lors de l’assemblage) auront parfois employées pour des applications spéciales, des conséquences sur l’élaboration des normes, par exemple dans les domaines de la technologie estime M. Hubbertz. Les normes de travail seront médicale, de l’ingénierie aéronautique ou spatiale. probablement converties en normes générales. Les filets ne sont pas parfaitement tranchants De plus, nous allons assister à une uniformisation lorsqu’ils sortent de l’usine pour une question de à l’échelle mondiale. » 10 BOLTED N O 1 2016
Les normes de filetage LES NORMES P AU FIL DU TEMPS 60° PD HISTOIRE INCOMPLÈTE DES NORMES DE FILETAGE D Archimède, scientifique grec du IIIe siècle A avant J. C., est parfois considéré comme FILETAGE DE BASE l’inventeur de la vis, mais personne ne le P = pas, D = diamètre extérieur (nominal), 60° = angle sait avec certitude. du filet, PD = diamètre à flanc de filet, A = axe du filet LES FILETAGES LES PLUS RÉPANDUS actuellement sont le filetage Henry Maudslay crée la première tour métrique ISO (M) pour la plupart des utilisations et BSP (R, G) à fileter utilisable dans l’industrie, ouvrant pour les conduites. Ces normes figuraient parmi les premières ainsi la voie à la normalisation des adoptées par l’Organisation internationale de normalisation diamètres de filetage. après sa création en 1947. Les principes de conception des filetages métriques ISO pour usages généraux (filetages de série « M ») sont définis par la norme internationale ISO 68-1. Chaque filet est caractérisé par son diamètre extérieur D et son pas P. Joseph Whitworth conçoit le système Le filetage métrique ISO à pas standard DIN 13-1 est un profil Whitworth (British Standard Whitworth), de filetage normalisé à l’échelle mondiale. L’étiquette porte la premier système national normalisé pour lettre M suivie d’un nombre indiquant le diamètre nominal. Le la Grande-Bretagne. flanc de filet est de 60 degrés. Pour chaque diamètre de filetage à pas standard, la valeur du pas est également définie. Filetage métrique ISO à pas fin DIN 13-2 à 13-11 : par rapport aux filetages à pas standard, il présente un pas plus faible, ce qui Parmi les quelque 90 brevets qu’il permet d’obtenir une précontrainte plus élevée et réduit le risque a déposés, William Sellers présente le filet de dévissage spontané avec les charges maximales. Par exemple, United States Standard (USS), en pouces, il est également utilisé sur les vis de réglage des instruments de qui simplifie le filetage. mesure car il permet d’effectuer des ajustements plus précis. Il est désigné par la lettre M, le diamètre nominal et le pas (par exemple M12 x 1,5). Le flanc de filet est là encore de 60 degrés. Le Congrès international de normalisation des filetages, à Zurich, réalise une avancée LE FILETAGE UNIFIÉ (UTS) définit une forme et une série de décisive dans l’unification des normes de filetages standard, ainsi que la surépaisseur du flanc, la tolérance filetage métrique, très confuses. et les désignations, souvent utilisées aux États-Unis et au Canada. Il s’agit de la principale norme en vigueur pour les vis, les écrous et un large éventail de fixations filetées vendues dans ces pays. Création de l’Organisation internationale Dans la norme UTS, l’angle du filet est de 60 degrés, comme de normalisation (ISO) qui ouvre la voie pour le filetage métrique ISO, mais les dimensions caractéristiques à une extension du système métrique. de chaque filetage UTS (diamètre extérieur et pas) sont exprimées en fraction de pouces plutôt qu’en millimètres. L’ajustement autorisé est défini par des classes d’ajustement, ce qui constitue Le filetage unifié (UTS) est adopté dans une différence par rapport au filetage métrique. La norme UTS le but d’unifier les normes de filetage en est actuellement contrôlée par l’ASME/l’ANSI aux États-Unis. pouces. La désignation standard d’un filetage UTS est constituée d’un nombre indiquant le diamètre nominal (extérieur) du filet, suivi du nombre de filets au pouce (par exemple 3/8 – 12). Les diamètres inférieurs à 1/4 po sont indiqués par un nombre entier défini dans la norme. Pour tous les autres diamètres, on donne la valeur en pouces. Source : Wikipédia Filetage UNC à gros pas ANSI B1.1 : UNC, filetage à gros pas. Les filetages UNC et NC sont interchangeables, comme le filetage métrique et métrique ISO. Le flanc de filet est de 60 degrés. BOLTED N O 1 2016 11
LES EXPERTS Envoyez vos questions sur la sécurité des assemblages vissés à experts@nord-lock.com JOCHEN SÜSSENBACH RESPONSABLE INTERNATIONAL SECTEUR FERROVIAIRE MAX BASTIAANSEN INGÉNIEUR COMMERCIAL DEMANDEZ AUX EXPERTS Des questions au sujet des assemblages vissés ? Mettez les experts de Nord-Lock à l’épreuve. L’effet d’entaille Illustration de l’effet d’entaille avec une tension statique Q : Qu’est-ce que un effet d’entaille Les vis soumises à des tensions et quel est son impact sur les vis ? subissent des pics de contrainte SOURCE : DE.WIKIPEDIA.ORG R : Une entaille désigne, en gros, locaux en raison des effets d’entaille. toute modification de section d’un La contrainte de rupture en tension, composant. Elle peut être créée notamment celle des matériaux par des perçages, des rainures ductiles, peut être supérieure de ou des variations de sections. Les 20 % à celle des barreaux lisses car entailles entraînent une distribution la contraction latérale est évitée. inégale des charges qui crée des L’effet d’entaille d’un filet libre pics de contrainte. Cela s’appelle de charge sur une vis n’est pas aussi l’effet d’entaille. Il réduit la capacité important que sur un filet incomplet mécanique qui constitue un paramètre ou sur le premier filet chargé en essentiel lors du calcul de la résistance raison de l’effet d’entaille des filets mécanique des composants ou des associés. Soumise à des tensions, une structures. Il apparaît notamment vis se casse au premier filet en prise lorsque le composant est soumis chargé, ce qui est voulu, puisque à des sollicitations de traction, l’un des principes de conception est de compression, de flexion, de que la vis doit rompre à cet endroit. cisaillement ou de torsion. L’effet Habituellement, une déformation 1 2 3 d’entaille, ou les pics de contrainte, ductile des filets se produit en amont, peuvent entraîner des défaillances afin que vous repériez la défaillance précoces. Son impact est donc à temps. généralement considéré comme En plus de subir une tension, 1 Une tension agit dans la direction longitudinale sur un barreau. Dès qu’une certaine force est atteinte, le barreau devient plus étroit (flèches rouges) et s’allonge. négatif. Pour résoudre ce problème, les vis sont également soumises à on peut par exemple concevoir des des charges répétées, un facteur 2 Si l’on soude deux manchons au barreau, le mécanisme n’est pas modifié, comme le montre l’illustration. Les choses sont différentes composants suffisamment larges. important pour la capacité en lorsque les deux manchons et le barreau sont fermement fixés les uns aux service. Les entailles génèrent une autres. Ils forment alors un barreau à entaille. Mais les entailles ne sont pas contrainte qui explique que les vis ne toutes négatives. Elles peuvent peuvent pas supporter les vibrations. 3 Un barreau à entaille est soumis à une contrainte supplémentaire. Le cœur du barreau transfère la tension et devient plus étroit. La tension ne peut pas allonger la zone en jaune, afin que celle-ci ne rétrécisse pas au servir à renforcer un composant, par Cela pourrait même entraîner une niveau du cœur. La zone génère une force dirigée vers l’extérieur et évite exemple dans le cas de l’écrouissage rupture en fatigue de la vis. toute contraction latérale. au bas d’un filet, ou à créer un point JS de rupture préétabli. L’avantage des rondelles SC 8 4 Q : Qu’est-ce qu’une rondelle SC et quand dois-je l’utiliser ? R : Nord-Lock a mis au point une gamme de rondelles spécialement conçues pour la construction en acier et pour s’adapter aux ensembles HV (vis et écrou conformes à la norme européenne EN14399-4/EN 14399-8), car les rondelles standard ne peuvent pas être utilisées (voir l’image). Ces rondelles sont baptisées « SC » (pour « Steel Construction », construction en acier). Elles doivent remplacer les rondelles plates chanfreinées conformes à la norme EN 14399-6 afin de garantir une sécurité plus importante des assemblages de construction à haute À gauche : boulon HV avec rondelle Nord-Lock d’origine. Le diamètre intérieur d’une rondelle Nord-Lock d’origine ne correspond pas au rayon plus important de la vis HV (en rouge). À limite d’élasticité avec précontrainte que l’on rencontre dans droite : la rondelle SC chanfreinée de Nord-Lock constitue la solution optimale. la construction en acier, lorsque ceux-ci sont exposés à des sollicitations dynamiques ou à des vibrations. MB 12 BOLTED NN BOLTED OO 2 12013 2016
LA TÊTE DANS LES ÉTOILES L’instrument baptisé LINC-NIRVANA porte particulièrement bien son nom. Fixé au Large Binocular Telescope (LBT), il permet aux astronomes d’observer le cœur des galaxies avec une clarté sans précédent. TEXTE : PHOTO : CHAD HENDERSON WIKIMEDIA COMMONS/NASA/LINC-NIRVANA BOLTED N O 1 2016 13
L e Large Binocular Telescope (LBT) installé sur le mont Graham, dans l’Arizona (États-Unis) est déjà l’un des télescopes optiques les plus modernes au monde. Il possède deux miroirs principaux de 8,4 mètres placés sur la même monture. L’instrument d’imagerie proche infrarouge LINC-NIRVANA combinera la lumière des deux miroirs et fournira une résolution comparable à celle d’un télescope de 23 mètres de diamètre. Autrement dit, le LINC-NIRVANA est assimilable à une application installée sur votre smartphone qui vous permettrait de prendre en photo le centre d’une galaxie située à 53,5 millions d’années-lumière. Une application qui pèse 9,5 tonnes, qui est équipée de 139 moteurs et dont la mise au point, par une équipe internationale d’ingénieurs, a duré dix ans. RALF-RAINER ROHLOFF, ingénieur et responsable du bureau de conception mécanique à l’Institut Max- Planck d’astronomie d’Heidelberg (Allemagne), participe au délicat projet LINC-NIRVANA depuis le début. Il explique qu’actuellement, environ 40 ingénieurs spécialisés dans différents domaines et plusieurs astronomes travaillent sur l’instrument. « Lors de la phase de planification, les astronomes ont participé à des réunions, Ralf-Rainer Rohloff, ingé- rassemblant chercheurs et ingénieurs, nieur à l’Institut Max-Planck. où différentes possibilités étaient débattues, raconte M. Rohloff. Les astronomes avaient besoin de quelques connaissances techniques pour pouvoir comprendre ce que l’on disait. De notre côté, il nous fallait des connaissances de base en astronomie pour saisir ce qu’ils voulaient. » L’INSTRUMENT remplira différentes fonctions. Il servira notamment à obtenir des images de planètes situées à l’extérieur de notre système solaire et à étudier les galaxies les plus distantes de l’univers. Étant donnés l’ampleur et le coût du projet LINC-NIRVANA, plusieurs LINC-NIRVANA L’instrument d’imagerie proche infrarouge LINC-NIRVANA fera appel à l’ensemble des capacités binoculaires du LBT. Grâce à lui, il sera possible de superposer de manière cohérente la lumière des deux télescopes LBT de 8,4 mètres sur un seul détecteur scientifique, ce qui permet d’obtenir une résolution comparable à celle d’un télescope de 23 mètres de diamètre. Mesurant environ 5 x 4 x 4,5 mètres, le LINC-NIRVANA pèse 9,5 tonnes et est équipé de 139 moteurs. Étant données les exigences considérables imposées à un tel système, il est absolument essentiel que l’instrument et son banc d’optique conservent leur position dans les trois dimensions de l’espace, ce qui ne laisse aucune marge d’erreur aux composants utilisés. 14 BOLTED N O 1 2016 BOLTED NO 2 2015 14
INFORMATIONS : DANS UNE GALAXIE LOINTAINE, TRÈS LOINTAINE Le nouvel instrument astronomique destiné au Large Binocular Telescope (LBT) permettra aux astronomes d’observer des planètes et des galaxies extrêmement lointaines. Ils pourraient par exemple étudier la galaxie elliptique supergéante Messier 87 (M87) également dénommée Virgo A ou NGC 4486. Elle a été découverte par l’astronome français Charles Messier en 1781 et est très appréciée des astronomes depuis. M87 appartient à l’amas de la Vierge, situé à 53,5 millions d’années-lumière de la Terre. La galaxie contient un nombre particulièrement élevé d’amas globulaires : on en compte environ 12 000 contre 150 à 200 dans la Voie lactée. Le LBT permettrait notamment d’étudier le noyau de cette galaxie d’où émerge un jet de plasma énergétique qui voyage à une vitesse relativiste et s’étend sur près de 5 000 années- lumière. Le plasma est éjecté par un trou noir supermassif situé au centre de la galaxie. Sur l’image ci-dessus, de la matière froide de l’amas de la Vierge tombe dans le cœur de la M87. Elle rencontre un jet relativiste, ce qui entraîne des ondes de choc dans le milieu interstellaire de la galaxie. Source : Wikipédia INFORMATIONS : LE SITE IDÉAL Pour obtenir des résultats optimaux, les télescopes modernes doivent se trouver dans un environnement particulier. Pour les observatoires au sol, il faut notamment de nombreuses nuits sans nuages ainsi qu’une pollution lumineuse émanant des zones urbaines réduite au minimum, et une faible teneur en vapeur d’eau de l’atmosphère. C’est pourquoi ces télescopes sont situés dans des régions sèches, en haute altitude, par exemple dans le sud-ouest des États-Unis. Le LBT se trouve à 3 221 mètres d’altitude, sur le mont Graham, dans l’Arizona. Nevada Utah Las Vegas ÉTATS-UNIS Californie Arizona Los Angeles Nouveau-Mexique Phoenix MONT GRAHAM Tucson MEXIQUE BOLTED NO 1 2016 15
L’instrument astronomique LINC-NIRVANA a été conçu et testé à l’institut Max-Planck d’Astronomie situé à Heidelberg, en Allemagne. L’image de droite montre l’instrument installé sur la plateforme du télescope LBT dans l’Arizona avec les armoires électroniques (en blanc) et les structures en fibre de carbone (en noir). institutions du monde entier ont participé Lorsque l’on installe un instrument de de place pour de grandes clés, explique-t-il. La à sa conception. L’institut de M. Rohloff est 9,5 tonnes sur un télescope ultrasensible, la solution Superbolt de Nord-Lock permet d’appliquer chargé de coordonner le travail des organismes précision et la stabilité sont essentielles. Les le couple exact nécessaire à l’aide d’une petite clé allemands qui planchent sur le projet, en tensionneurs Superbolt et les rondelles de dynamométrique, ce qui représente un avantage collaboration avec des établissements italiens et blocage de Nord-Lock ont été sélectionnés pour considérable. » américains. fixer le cadre de l’instrument à la monture du La construction de l’appareil s’est achevée en télescope. Ils jouent un rôle capital. CE PROGRAMME étalé sur une décennie étant juin 2015. Il a ensuite été soigneusement protégé « Nous avons choisi les Superbolt et les rondelles bientôt terminé, beaucoup d’autres projets vont au cours de l’été pour être expédié d’Allemagne de blocage de Nord-Lock, car il s’agit des fixations désormais occuper M. Rohloff. Dans le cadre vers l’Arizona en septembre. Au mois de les plus sûres, précise M. Rohloff. Lors de notre de son travail, il est souvent amené à se rendre novembre, M. Rohloff et l’équipe se sont rendus recherche de rondelles, nous nous sommes aperçus dans des endroits isolés et arides qui constituent dans l’Arizona pour effectuer un certain nombre que 70 % d’entre elles n’étaient pas véritablement les meilleurs emplacements pour installer des de tests sur place. sûres. Dans notre cas, l’instrument doit être télescopes, qu’il s’agisse des déserts espagnols parfaitement fiable. Même un écart de quelques ou des montagnes chiliennes. L’astronomie a « C’ÉTAIT UNE EXPÉRIENCE réjouissante, car centaines de microns serait inacceptable. » toujours été une passion pour lui. nous n’avons rencontré aucun véritable problème, Les produits Nord-Lock ont également été «Quand j’étais enfant, ce domaine m’intéressait et tout était adapté, ajoute M. Rohloff. Après un sélectionnés, car une force de serrage très précise déjà beaucoup, raconte-t-il. J’avais même fabriqué processus de conception aussi long, nous étions devait être appliquée sur les vis dans un espace mon propre télescope. C’est fabuleux de constater particulièrement heureux que tout se déroule sans très limité. que je participe désormais à la construction du encombre. L’installation finale aura lieu en 2016. » «Autour de l’instrument, il n’y a pas suffisamment plus important télescope au monde. » INFORMATIONS : LA SOLUTION NORD-LOCK CLIENT : Institut Max-Planck d’astronomie d’Heidelberg, Allemagne. CLIENT FINAL : Large Binocular Telescope (LBT). EMPLACEMENT : Mont Graham, Arizona, États-Unis. APPLICATON : Fixation d’un instrument astronomique à la monture du télescope. SOLUTION NORD-LOCK : 30 tensionneur à vis multiples Superbolt CY-M20 et rondelles de blocage. AVANTAGES DU PRODUIT : Stabilité absolue sans aucun glissement. Possibilité d’appliquer le couple exact nécessaire dans un petit espace. 16 BOLTED N O 1 2016
LA SOLUTION Les X-series mises à l’épreuve TEXTE : PHOTO : Depuis que les rondelles ANDREAS KARLSSON GETTY IMAGES, WAM METALS Nord-Lock ont été installées sur les éclisses de raccord, il n’est plus LE DÉFI Wam Metals fabrique et fournit une nécessaire d’effectuer un resserrage par la suite. large gamme de produits spéciaux ferreux et non Même chose pour les connexions de rail à rail ferreux, en Afrique du Sud et sur les marchés et de mâts. Cela se traduit internationaux. L’entreprise a établi depuis par une baisse des coûts de maintenance et du longtemps une relation étroite avec la division nombre de décrochages. « Freight Rail » de la société de logistique Transnet, spécialisée dans le transport de fret, principalement via son réseau ferroviaire électrifié. Les éclisses de raccord sur les installations que Wam Metals a fourni à Transnet ont été l’autorisation de modifier ses spécifications pour 107 mm2 et NL12ss pour les éclisses de raccord conçues pour utiliser des rondelles-freins afin de remplacer les rondelles-freins par les rondelles de 161 mm2, les connexions de rail à rail et les verrouiller les vis après le serrage. Cependant, de Nord-Lock en acier inoxydable. connexions de mâts. nombreux incidents se sont produits en raison Des tests poussés ont été réalisés. Les Pour Wam Metals, depuis que les rondelles d’une mauvaise maintenance. La procédure rondelles Nord-Lock ont tenu leurs promesses Nord-Lock ont été installées sur les éclisses de prévoyait le serrage, puis le resserrage des et n’ont rencontré aucun problème. Transnet a raccord, il n’est plus nécessaire d’effectuer un éclisses par la suite. Seulement après, la rondelle- donc approuvé leur utilisation en lieu et place resserrage. Même chose pour les connexions de frein pouvait être pliée pour verrouiller les vis. des rondelles-freins. rail à rail et de mâts. Cela se traduit par une Les incidents ont montré que les rondelles- baisse des coûts de maintenance et du nombre freins étaient généralement intactes. Ainsi, en LE RÉSULTAT À ce jour, aucun incident de de décrochages. raison des vibrations dans la caténaire, les vis se décrochage causé par les éclisses de raccord Pour Nord-Lock, l’expérience de Wam Metals desserraient et le fil conducteur sortait de l’éclisse. équipées de rondelles Nord-Lock n’a été est très intéressante. Elle permet de mettre signalé. Wam Metals utilise actuellement des réellement à l’épreuve les rondelles X-series dans LA SOLUTION En avril 2014, Wam Metals rondelles NLX10 pour les connexions de rail à un secteur où l’entreprise n’était encore jamais a demandé au service ingénierie de Transnet rail, NL10ss pour les éclisses de raccord de intervenue. BOLTED N O 1 2016 17
perspectives L’actualité du monde de l’assemblage Santé et sécurité Partager son expertise pour augmenter la sécurité CHAQUE ANNÉE, LES CHUTES d’objets M. Reid. Aujourd’hui, nous sommes une endommagent des équipements, organisation internationale qui touche tous interrompent les opérations et causent un les aspects de l’industrie. Nous commençons certain nombre de blessures, parfois fatales. d’ailleurs à attirer l’attention des entreprises Pour remédier à ce problème, dans les d’exploitation minière et de construction, car années 1990, on a créé le groupe de travail elles sont conscientes des avantages d’une DROPS (Dropped Objects Prevention Scheme collaboration à l’échelle du secteur. » ou Plan de prévention des chutes d’objet). L’expertise de Nord-Lock en matière Il rassemble les opérateurs pétroliers et d’assemblages vissés figure en bonne place gaziers, les principales entreprises d’ingénierie dans la troisième révision du document Reliable et de forage, les spécialistes de l’inspection, les Securing (Une sécurisation fiable). Ce dernier organismes et les fournisseurs du secteur qui présente les rondelles de l’entreprise comme partagent les pratiques exemplaires une solution recommandée pour et discutent autour de celles-ci. Le les assemblages mécaniques groupe propose des publications et structurels sur lesquels il est et des ressources, par exemple des essentiel de maintenir la force de formations pour ses membres. serrage. « Même si une collaboration « Nord-Lock est un membre très entre les principaux acteurs n’est actif de DROPS depuis environ dix pas rare dans le secteur du pétrole ans, explique M. Reid. Le succès de PHOTO : TERRY VINE/GETTY IMAGES et du gaz, notre centre d’intérêt notre organisation n’est possible unique nous permet d’être très efficace », que si tous nos membres ont la volonté de affirme Greg Reid, de Silverdot Ltd, qui gère coopérer. Nord-Lock donne toujours des les activités de DROPS. conseils librement et ouvertement, proposant une expertise impartiale, sans mettre en avant Nord-Lock est un LE GROUPE COMPTE plus de 200 organisations ses propres intérêts. » membre actif de DROPS dont l’objectif est de lut- membres, ce qui montre qu’il suscite de DAVID NIKEL ter contre les dommages plus en plus d’intérêt. « À ses débuts, causés par les chutes d’objet. DROPS s’intéressait uniquement au forage Pour en savoir plus : dans le secteur pétrolier et gazier, raconte dropsonline.org schéma (a) montre l’influence du de charge tolérée (schéma b) est à fond de filet, de la profondeur pas de filetage sur la résistance à pratiquement continue. de l’entaille, de la distribution la fatigue des vis. D’autres facteurs agissent sur de la charge au niveau du pas Chaque classe de qualité le pas de filetage. Il s’agit par de filetage et de la sensibilité du présente des caractéristiques exemple du déplacement du point matériau composant la vis à l’effet IDÉE S différentes. La résistance à la fatigue d’application d’une force, du rayon d’entaille. REÇUES des boulons haute résistance de IDÉE REÇUE : Un petit pas de classe 12.9 diminue lorsque la 80 12 4.6/4 filetage réduit la résistance qualité augmente en raison de N/mm2 Vis/écrou kN 11 à la fatigue à cause de l’effet l’augmentation de l’effet d’entaille. 70 4.6/4 d’entaille. Lorsque la résistance diminue et Amplitude de charge ±FA50 A50 10 EN RÉALITÉ : Comme souvent, Résistance à la fatigue ± que la ductilité augmente, cet effet 60 8.8/8 9 il est impossible d’énoncer une disparaît. 8.8/8 généralité dans ce domaine car Sur les vis de classe 8.8, on 50 8 différents paramètres entrent constate également une baisse ( ) 7 en jeu. La littérature scientifique de la résistance à la fatigue. Pour 40 ( ) 12.9/12 se contredit partiellement à ce un filetage de classe élevée, une Pas de filetage P 12.9/12 6 Pas de filetage P sujet. Heinrich Wiegand et al. ont surface de filet plus étendue 30 2 mm 1,5 1,25 1 5 2 mm 1,5 1,25 1 mené des études approfondies sur compense la diminution de la 6 8 10 12 14 16 18 6 8 10 12 14 16 18 a) Classe de qualité d/P b) Classe de qualité d/P l’influence des pas de filetage. Le résistance à la fatigue. L’amplitude 18 BOLTED N O 1 2016
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